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EM78P447S单片机性能特点

EM78P447S单片机性能特点

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  现将EM78P447S单片机的性能特点归纳如下:

  1.工作频率范围宽:DC~20MHz。

  2.工作电压范围宽:2.2~5.5V。

  3.工作温度范围:0~70℃。

  4.功耗低:5V/4M工作条件下电流小于2.2mA,3V/32K条件下电流典型值为30μA,休眠模式下电流典型值为1μA。

  5.自带4K×13位的片内OTP-ROM程序存储器。

  6.具有程序加密措施,可以保护程序不能够被非法读出。

  7.具备148×8位的片内数据寄存器(即静态存储器,SRAM)。

  8.具有3个双向I/O(输入/输出)端口,其各条引脚可以独立编程。

  9.具有一个8位宽的定时器,计数器,其信号源、触发沿都可编程,溢出时产生中断。

  10.具有两种节电模式(休眠模式),以利于延长供电电池的使用寿命。

  11.具备自由运行的看门狗定时器。

  12.具有2个硬件中断源:外部引脚触发中断;定时器,计数器溢出中断。

  13.具有输入状态变化唤醒功能的引脚10条(可以用于唤醒休眠模式下的单片机)。

  14.10条内部上拉功能可编程的I/O引脚。15.2条内部漏极开路功能可编程的I/O引脚。

  16.2条具有R-OPTION功能的I/O引脚(该功能以后讲解)。

  17.指令系统中的全部指令采用统一长度,也就是全都整齐划一为13比特长的指令字。在其他一些单片机中(比如常见的8051系列);指令系统中有单字节、双字节和三字节长的指令,指令长度不统18.采取共有5级的硬件堆栈结构,方便堆栈的操作。

  19.采取精简指令集(RISC)技术,其指令系统只有58条指令,易学好用。

  20.寻址方式简单,容易掌握,便于初学者入门。

  21.外围电路简洁。EM78P447S单片机片内集成了上电复位、I/O引脚的上拉、漏极开路、看门狗等功能电路,能够最大程度减少或免用外接电路,便于实现单片机系统“纯单片”应用。

  22.每个指令周期内部仅包含2个时钟周期。

  23.99.9%的指令是单指令周期的(即在一个指令周期之内即可运行完)。

  24.提供两种封装型号:EM78P447SA、EM78P447SB分别为28脚、32脚封装。

  25.具有2种封装形式可选:双列直插DIP和表面贴装SOIC。

  关于上面提到的一些名词术语,以后在涉及它们的地方再结合具体情况作进一步诠释。

  二、EM78P447S的引脚J能

EM78P447S两种封装形式的引脚排列顺序

     EM78P447S两种封装形式的引脚排列顺序和逻辑符号分别如上图和下图所示,各引脚功能的说明如表1所示。从图l中可以看出,实际上A型是在BJ基础上缩减掉4条引脚P54~P57之后得来的,其他引脚完全兼容,这样非常方便在产品开发过程中,从A型向B型的扩展。EM78P447S有28或32只引脚,各引脚的功能干差万别,但是如果按引脚功能的相近程度进行归类的话,不妨可以将所有引脚划分为4类:

EM78P447S两种封装形式的引脚排列顺序

  ●控制类:RESET的反、TCC和INT的反;

  ●时钟类:OSCI和OSCO;

  ●电源类:VDD和Vss;

  ●端口类:P5、P6和P7共3个输入/输出(I/O)端口。这样一来,就使得图2所示的逻辑符号看上去比图1显得简洁明了。

  三、EM78P447S内部结构

EM78P447S内部结构的功能框图

  EM78P447S内部结构的功能框图如上图所示:对于一个单片机芯片,最主要的部分是“CPU内核”,由此向周边扩展,将一些单片机芯片通常都配置的程序存储器和数据存储器包含进来,就构成了单片机芯片的“核心区域”;再向周边扩展,首先就是单片机的一些“功能电路部件”,最后才是一些“外围设备模块”。

  对于EM78系列中的任何一款单片机来说,其“核心区域”是唯一的也是必不可少的,“功能电路部件”也是普遍配置的,而“外围设备模块”的种类和数量,完全可以由厂家根据单片机的设计目标和用途灵活变通和增减。以下我们先对EM78P447S的核心区域所包含的单元电路以及它们的功能进行全面而又简要的介绍,尽快使读者对单片机的核心硬件建立一个宏观认识。而对于周边各种功能部件和外围模块,由于功能相对独立也比较复杂,准备在以后的各章节中再作专题讲解。

  1.核心区域的单元电路及其功能

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  (1)数据总线:8比特宽,作为数据传输的专用通道。将各个外围模块以及核心部分的PC、FSR、STATUS、WDT、ALU、RAM等功能部件联系起来:

  (2)程序总线:13比特宽,作为提取程序指令的高速通道。专职实现从程序存储器到指令寄存器快速及时地输送每一条指令;(3)程序存储器(ROM):存放由用户预先编制好的用户程序和一些固定不变的数据;(4)程序计数器(PC):产生并提供从程序存储器单元中提取指令所需的12比特地址码,每执行一条指令,地址码自动加l;(5)指令寄存器:暂存从程序存储器中取出的指令,并将指令按不同的字段分解为操作码(指挥CPU执行何种性质的操作,如加、减等)和操作数(表示参加操作的数据本身或者数据所在地址)两部分,分别送到不同的目的地;(6)指令译码和控制逻辑:这部分电路由庞大而又复杂的译码矩阵构成,将指令系统中的某条指令的操作码部分“解译”成一系列的微操作控制信号,去控制所有参与操作的各功能电路进行协调运作,最后实现指令规定的特定运算;(7)算术逻辑单元(ALU):是一个非常重要的单元电路,实现加、减、乘、除等算术运算和左移、右移、置位、清位、位测试等逻辑运算操作;(8)累加器(ACC或A):是一个最重要也使用最频繁的中心寄存器,许多指令的操作过程都把它作为数据的中转地。比如,暂存准备参加运算的一个数据,或者暂存运算产生的结果。换句话说,在运算之前ACC是原始数据的出发地,在运算之后ACC又是结果数据的落脚地;(9)状态寄存器(STATUS):主要来记录ALU中运算结果的一些算术特征,比如是否产生进位、借位、全零等;(10)数据存储器(RAM):用于存储CPU在执行程序过程中所产生的中间数据。普通的RAM存储器一般只能实现数据的写入和读出,而EM78中的RAM存储器的一些存储单元功能要强大得多,除了具备普通存储器功能之外,还能实现移位、置位、清位、位测试等一系列只有“寄存器”才能完成的复杂操作;(11)数据复用器:由它选择和传递参加运算的另一个源操作数,既可以来源于数据存储器RAM,也可以直接来源于指令码中;(12)地址复用器:访问(就是进行读取或者写入)数据存储器所需的地址经地址复用器选择和传递,该地址既可以来源于“间接寻址寄存器RSR”,也可以直接来源于指令码。来源于RSR的地址叫做间接地址,来源于指令码的地址叫做直接地址;(13)间接寻址寄存器RSR:用于数据存储器RAM的间接地址。预先将打算访问的某个工作寄存器的地址放到RSR寄存器中;(14)硬件堆栈:保存程序断点地址。在程序执行过程中,有时需要跳转“子程序”,在进入子程序之前,必须保存主程序断点处的地址,以便在子程序执行完后,再恢复断点地址.使主程序得以继续执行。

引脚名称 类型 主要功能 RESET  I 人工复位信号输入端。施密特触发输入,当该脚保持低电平时单片机复位。不外接其他电路时,可将该脚接VDD。 TCC   I 定时器/计数器输入脚,施密特触发输入,当该脚不用时,必须接地或Vcc INT I/O 外部中断输入脚,下降沿触发中断 OSCI   I 晶体振荡器的输入脚。为单片机工作提供时钟脉冲信号 osc0 I/O 品体振荡器的输出脚,通常在OSCI和OSCO之间外接一只晶振 VDD   - 电源正极 Vss   - 电源负极或地 P50~P53 I/O P50~P53为低4位双向I/O端口。在EM78447A中P5只使用这4条引脚 P54~P57  I/O P54~P57为高4位双向I/O端口。在EM78447B中P5为8位双向I/O端口 P60~P67  I/O P60~P67为双向I/O端L] P70~P77  I/O P70~P77为双向I/O端口 NC   不连接,未使用 注:除了主要功能之外,有的引脚还具备附加功能,待用到时再作详述

  2.功能部件及其功能

  以下有必要对于几个功能部件进行简要说明:

时钟振荡器

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